CLOUD COMPUTING E ARCHITETTURE SOFTWARE: QUALI IMPATTI SULLO SVILUPPO DELLE APPLICAZIONI?

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1 Filippo Bosi Mirco Casoni Maria Seralessandri Università degli Studi di Bologna - 9 Maggio 2014 CLOUD COMPUTING E ARCHITETTURE SOFTWARE: QUALI IMPATTI SULLO SVILUPPO DELLE APPLICAZIONI?

2 Agenda Cloud Overview Approcci del Cloud Computing Conseguenze dell utilizzo di Piattaforme Cloud sullo sviluppo di applicazioni Demo Sessione pratica Conclusioni 2

3 Cloud Computing: Concetti e Parole Chiave Concetti Parole Chiave disponibilità di risorse IT on demand provisioning delle risorse affidabilitá delle risorse (QoS on demand ) virtualizzazione di componenti IT architetture orientate all alta scalabilità On demand Provisioning Reliability Virtualization Scalability 3

4 Cos è il Cloud Computing? Dal punto di vista dello sviluppo software, il Cloud Computing è costituito da un infrastruttura di sviluppo e di esecuzione che offre un interfaccia utente che nasconde le complessità di gestione a basso livello dell infrastruttura riduzione dei costi di amministrazione e dei relativi skill necessari un insieme di servizi orientati all amministrazione dell infrastruttura stessa alta scalabilità, preconfigurata 4

5 Cloud Computing Continuum Il Cloud può essere visto come un continuum di servizi su differenti livelli, dall infrastruttura al software Infrastructure: fornitura di hardware su cui generalmente si ha controllo sul Sistema Operativo Platform: ambienti di più alto livello per i quali gli sviluppatori realizzano applicazioni custom Software: software specializzato reso disponibile attraverso internet 5

6 Cloud Computing - Modelli Public cloud Infrastruttura condivisa tra più clienti (multi-tenant) Riduzione dei costi tramite economie di scala Private cloud Infrastruttura dedicata a un unico tenant On-premise private cloud Hosting su datacenter interno all azienda Off-premise private cloud Hosting su datacenter di terze parti Hybrid cloud Combina i vantaggi di entrambi i modelli 6

7 Un esempio di IaaS Amazon EC2 (I) Specifiche tecniche AMI (Amazon Machine Image) Immagini di macchine virtuali preconfigurate e ready-to-go Amazon S3 (Simple Storage Service) Infrastruttura di storage proprietaria di Amazon che funge da repository per lo storage delle AMIs Amazon EC2 (Elastic Cloud Computing) Applicazione Web che permette l amministrazione delle macchine virtuali offerte all utente finale Schema Pay per Use basato su SLA Traffico dati Consumo di CPU Spazio di Storage utilizzato 7

8 IaaS Amazon EC2 (II) Passi necessari per l utilizzo Un account Amazon EC2 Connessione internet e un browser Startup dell AMI Amministrazione da interfaccia utente Amazon 8

9 IaaS Amazon EC2 (III) Caratteristiche di gestione Capacità di auto-configurazione dell infrastruttura hardware in termini di CPU RAM Storage Network firewall Shell remota SSH Disponibilità di template di immagini di macchina (Amazon AMI) con un approccio di condivisione di tipo Community Disponibilità nell ambiente di una serie di macchine preconfigurate da Amazon stessa Monitoraggio delle risorse in real-time 9

10 PaaS Google App Engine Sviluppo e esecuzione di applicazioni web sullo stesso sistema che utilizza Google Sviluppo e messa in produzione rapida Amministrazione semplificata Non ci si deve preoccupare dell hardware, dell installazione di patch nel sistema operativo o nel middleware, né dei backup Python, Java, Go ( Data Store di tipo NoSQL ( BigTable ) Scalabilità automatica delle risorse Orientato all esecuzione di algoritmi specializzati, quali ad esempio il Map-Reduce 10

11 PaaS CloudBees La piattaforma CloudBees offre la possibilità di effettuare build, test ed esecuzione di applicativi Java EE Offre Una piattaforma di sviluppo Maven repository sistema di versionamento dei sorgenti: SVN, Git sistema di Continuous Integration preconfigurato Una piattaforma di esecuzione di applicazioni J2EE e Spring load balancing scalabilità alta affidabilità 11

12 PaaS RedHat OpenShift (I) La piattaforma OpenShift offre supporto di sviluppo ed esecuzione multi-linguaggio e multi-framework, ed è un PaaS basato principalmente sull offerta di piattaforme software di RedHat. Costruito su RHEL (RedHat Enterprise Linux) Selezione di linguaggi, framework e middleware Approccio cartdrige, che permette allo sviluppatore di selezionare i componenti che interessano Java, Ruby, PHP, Python, Perl, node.js MongoDB, JBoss, Jenkins Ruby on Rails, Drupal, Wordpress, MySQL E un esempio di come nell arco di 6 mesi un offerta PaaS possa cambiare radicalmente 12

13 PaaS RedHat OpenShift (II) Architettura Nodi Gear CPU, RAM, storage e banda di un nodo allocata ad un applicazione Isolamento e sicurezza tramite Cgroup e SELinux Proxy port per la comunicazione con altre gear Cartrige built-in Componenti combinabili per formare un applicazione (database, stack applicativi, tool ) Broker Gestisce i nodi, coordina il provisioning, gestisce le applicazioni RHC e la console web console interagiscono con il broker API REST Gli sviluppatori effettuano il push nel codice direttamente nelle gear nei nodi Message bus Mette in comunicazione il broker con i nodi 13

14 Sviluppo di applicazioni su IaaS + Il programmatore ha a disposizione un infrastruttura virtualizzata pronta all uso + Possibilitá di ottenere configurazioni avanzate da interfaccia utente - Il programmatore deve avere gli skill necessari per gestire i componenti infrastrutturali (ad es. aggiornamenti del sistema operativo, applicazione di patch di sicurezza, ecc.), del middleware (ad es. il web server, gli application server, ecc.) e in generale dell ambiente di esecuzione dei propri programmi 14

15 Sviluppo di applicazioni su PaaS + Il programmatore può concentrarsi solo sullo sviluppo L infrastruttura è nascosta allo sviluppatore eccetto la possibilità di monitorare le performance e l addebito dei costi (basato solitamente sull utilizzo di risorse infrastrutturali) Lo stack software viene aggiornato automaticamente dal fornitore della piattaforma + Piattaforme software general-purpose complete (J2EE, Microsoft.Net, LAMP Stack ) - Vi sono maggiori limitazioni imposte dalla definizione stessa della piattaforma da parte del provider (sia inizialmente, sia in corso d opera, ad es. evoluzioni della piattaforma) 15

16 verso il personal PaaS? L utilità di avere a disposizione ambienti cloud privati per lo sviluppatore è talmente alta che ultimamente hanno iniziato ad essere disponibili soluzioni che si possono definire personal PaaS Da 1 anno e mezzo è disponibile un tool open source che ha rivoluzionato l approccio alla costruzione degli ambienti PaaS GIT+Linux Containers+Unionfs+Command Line di Gestione=Docker Efficienza nell esecuzione di ambienti virtualizzati Versionamento degli ambienti Estrema facilità d uso Marketplace open di ambienti virtualizzati Docker Hub 16

17 Docker e i PaaS L uscita di Docker ha avuto impatti notevoli sia sull implementazione di alcuni PaaS RedHat ha dichiarato che la prossima versione di OpenShift sarà basata su Docker Sono uscite distribuzioni Linux ottimizzate per eseguire Docker ( Stanno uscendo implementazioni di Personal PaaS ad una velocità incredibile Dokku Docker powered mini-heroku in around 100 lines of Bash 17

18 Cloud in azione DEMO Creazione ed utilizzo di un infrastruttura IaaS su Amazon EC2 Creazione ed esecuzione di una web application su OpenShift (PaaS) Creazione ed esecuzione di una web application su CloudBees collaborativamente 18

19 Web application su Openshift Ubuntu Installazione Ruby e Git (Ubuntu) sudo apt-get install ruby-full rubygems git-core Verifica installazione ruby -e 'puts "Welcome to Ruby"' git version Installazione RHC sudo gem install rhc Setup ambiente rhc setup 19

20 Web application su Openshift Windows Installazione Ruby, Git, TortoiseGit, Putty rubyinstaller msysgit-netinstall TortoiseGit putty Verifica installazione ruby -e 'puts "Welcome to Ruby"' git version Installazione RHC gem install rhc Setup ambiente rhc Per usare TortoiseGit e Putty occorre importare le chiavi SSH 20

21 Conclusioni Evoluzione dell offerta di servizi Cloud IaaS Da un ambiente standard di sviluppo e deploy di applicazioni, il programmatore trae beneficio di virtualizzazione avanzata/meccanismi di templating/interfaccia di management PaaS Il programmatore trae beneficio da una piattaforma completamente virtualizzata Gli IaaS sono per i system manager, ciò che i PaaS sono per i programmatori/architetti I PaaS sono la vera rivoluzione per gli sviluppatori (gli IaaS sono un passo evolutivo della virtualizzazione) Un programmatore non dovrà più occuparsi dei dettagli infrastrutturali per il funzionamento della piattaforma (e, di conseguenza, della propria applicazione) Un programmatore si dovrà preoccupare solo di un attività: lo sviluppo applicativo 21

22 DOMANDE? 22

23 Riferimenti Cloud Platform Research Report nload.pdf Ebook (gratuiti!) Understanding PaaS - Michael P. McGrath Cloud Architecture Patterns - Bill Wilder Cloud Application Architectures - George Reese Google App Engine CloudBees OpenShift Docker

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